H10 Vlastnosti a aplikace nástrojové oceli pro práci za tepla

Nástrojová ocel H10 je speciální materiál navržený pro náročné pracovní prostředí. Díky našim rozsáhlým zkušenostem s nástrojovou ocelí poskytujeme tyto informace, abychom vám pomohli určit, zda je H10 tou správnou volbou pro vaše potřeby.

1. Chemické složení nástrojové oceli H10

Výkon H10 je připisován jeho pečlivě kontrolovanému chemickému složení. Typická hmotnostní procenta jsou:

• Uhlík (C): 0.35-0.45%
• Mangan (Mn): 0.20-0.70%
• Křemík (Si): 0.80-1.25%
• Chrom (Cr): 3.00-3.75%
• Molybden (Mo): 2.00-3.00%
• Vanad (V): 0.25-0.75%
• Fosfor (P): 0,0301 TP3T max
• Síra (S): 0,0301 TP3T max
• Nikl + měď (Ni+Cu): 0,751 TP3T max

2. Vlastnosti nástrojové oceli H10

Ocel H10 poskytuje kombinaci vlastností nezbytných pro nástroje pro práci za tepla:

• Tepelná odolnost: Vynikající odolnost proti měknutí při zvýšených teplotách, rozhodující pro zachování integrity nástroje během provozu.
• Tvrdost za tepla: Udržuje vysokou úroveň tvrdosti i při vysokých provozních teplotách. Typická pracovní tvrdost je 45–50 HRC, přičemž tvrdost po kalení dosahuje 56–59 HRC.
• Houževnatost: Dobrá houževnatost při normální pracovní tvrdosti, způsobená nižším obsahem uhlíku a slitin ve srovnání s některými jinými druhy.
• Odolnost proti tepelné únavě: Odolává opakovaným cyklům ohřevu a chlazení.
• Odolnost proti opotřebení: Dobrá odolnost proti opotřebení, zejména erozivnímu opotřebení při vysokých teplotách, zlepšená obsahem vanadu.
• Tepelná vodivost: Má relativně vysokou tepelnou vodivost (přibližně 32 W/m·K) díky obsahu chrómu ~3% ve srovnání s ~26 W/m·K u chromových ocelí 5%, jako je H11/H13. To napomáhá odvodu tepla.
• Kalitelnost: Vysoká prokalitelnost umožňuje chlazení vzduchem (vzduchové kalení) pro dosažení průchozího kalení i ve velkých úsecích.

3. Tepelné zpracování nástrojové oceli H10

Správný tepelné zpracování je nezbytné pro optimalizaci výkonu H10. Proces řídí mikrostrukturu oceli pro dosažení požadovaných mechanických vlastností.

3.1 Žíhání

Žíhání změkčuje ocel, uvolňuje pnutí a připravuje mikrostrukturu pro kalení.

1. Topení: Ocel zahřejte na 845–900 °C (1550–1650 °F).
2. Namáčení: Zajistěte rovnoměrnou teplotu v celém materiálu.
3. Chlazení: Pomalé chlazení kontrolovanou rychlostí 22 °C/h (40 °F/h).
4. Výsledek: Cílová žíhaná tvrdost 192–229 HB.
5. Ochrana: Díky obsahu molybdenu chraňte H10 před oduhličením během žíhání.

3.2 Kalení

Kalení zahrnuje přeměnu struktury oceli k dosažení vysoké tvrdosti.

1. Předehřívání: Předehřejte rovnoměrně na 815 °C (1500 °F).
2. Austenitizace: Rychle zahřejte na vytvrzovací teplotní rozsah 1010–1040 °C (1850–1900 °F).
3. Namáčení: Udržujte při austenitizační teplotě 15 až 40 minut, aby došlo k fázové transformaci a rozpuštění karbidu.
4. Kalení: Doporučenou metodou je chlazení vzduchem (A). Kalení na vzduchu umožňuje průchozí kalení i ve větších úsecích. Rychlé chlazení vzduchem přeměňuje austenit na tvrdou martenzitickou ocel.
5. Výsledek: Typická tvrdost po kalení je 56–59 HRC.

3.3 Temperování

Temperování je rozhodující po kalení pro zlepšení houževnatosti a stability.

1. Proces: Zahřejte kalenou ocel na určitou teplotu pod rozsahem transformace, podržte ji a poté ji ochlaďte.
2. Účel: Uvolněte vnitřní pnutí, zvyšte houževnatost a tažnost a stabilizujte mikrostrukturu pro provozní podmínky.
3. Teplota: Oceli pro práci za tepla, jako je H10, vyžadují vysokoteplotní temperování, aby byla zajištěna stabilita během vysokoteplotního provozu. H10 prokazuje vynikající odolnost proti měknutí nad 540 °C (1000 °F) ve srovnání s H11, přičemž si účinně zachovává vlastnosti při provozních teplotách.

4. Aplikace nástrojové oceli H10

Díky profilu vlastností H10 je vhodný pro různé náročné aplikace pro práci za tepla:

• Lití pod tlakem: Zápustky pro lití lehkých kovů a mědi, zejména součásti vystavené vysokému tepelnému namáhání.
• Kování: Lisovací kovací zápustky, kde dlouhodobý kontakt vytváří značné teplo.
• Vytlačování: Trny pro procesy vytlačování za tepla.
• Obecná horká práce: Nástroje vyžadující dobrou tepelnou odolnost a odolnost proti měknutí při vysokých teplotách.

Ve srovnání se třídami jako H14/H19 nabízí H10 lepší tažnost. Zatímco jeho nižší obsah chrómu mírně snižuje prokalitelnost oproti H11 a Nástrojová ocel H13Vysoký obsah molybdenu to do značné míry kompenzuje. Jeho vyšší tepelná vodivost zůstává klíčovou výhodou v určitých aplikacích.